更新时间：2024-06-29 16:26
热收缩（Thermal shrinkage）主要是指热塑性材料（ABS、石蜡等）因其固有的热膨胀率而产生的体积变化，它是收缩产生的最主要原因。由热收缩引起的收缩量为：ΔL =δ×(L+Δ/2)×Δt
热收缩材料又称高分子形状记忆材料, 是高分子材料与辐射加工技术结合的一种智能型材料， 即利用高分子聚合物 “ 弹性记忆” 原理，以橡塑材料为基料, 经混炼、 成型、 交联、 加热、 扩张、 冷却定型而制成的功能性高分子材料。普通高分子材料如聚乙烯、 聚氯乙烯等通常是线形结构, 经过电子加速器等放射源的辐射作用变成网状结构后 , 这些材料就会具备独特的 “记忆效应” , 扩张、 冷却定型的材料在受热后可以重新收缩恢复原来的形状 。热收缩材料的记忆性能可用于制作热收缩管材 、 膜材和异型材，主要特性是加热收缩包覆在物体外表面 , 能够起到绝缘、防潮、 密封、 保护和接续等作用, 收缩材料的径向收缩率可达 50 %～ 80 %。凭借这些特殊优异的性能，热收缩材料广泛应用于化工、 石油管道的密封防腐，家电、 控制电缆、 国防通讯、 电力电缆的接头绝缘保护以及电气部件屏蔽连接、 绝缘密封等领域。
对于热收缩薄膜而言，收缩率、收缩张力和收缩温度是三个重要的特性指标，这些都同塑料的材质、生产的工艺有关。对于典型的非结晶型聚合物，如：PS而言，逐渐升温到 tg以下温度前，不发生双轴拉伸热收缩PS膜的收缩，仅发生热膨胀，温度高于tg时，收缩 率随温度的升高而提高直到粘性流开始。收缩率同薄膜拉伸时条件有关，如果拉伸是在低 温、高拉伸速率和骤冷的条件下进行，则加热时，几乎可100%地恢复拉伸前的尺寸。如果 其它条件不变，拉伸在较高温度下进行，则由于松弛作用，收缩膜加热时不能完全恢复。对于结晶型聚合物，如PET拉伸定向的薄膜而言，经过热定型后，再加热不会发生收缩，要 使其收缩必须加热到热定型温度以上才会发生收缩，为了降低结晶型聚合物的收缩温度，薄膜在tg(玻璃化温度)以上的温度下双向拉伸(见表3-8-1)，不经过热定型就作为热收缩膜出售使用。
收缩薄膜在一定温度范围内其收缩率随温度的提高而提高，收缩温度的高、低和范围的宽、窄是热收缩包装加工工艺性的一 个重要因素。不同材料的收缩薄膜其收 缩温度范围不同，收缩温度也有高、低之 差，如图12-70所示。食品进行收缩包 装时，尤其是包装热敏性食品，如生鲜果 蔬和肉类等，要求收缩温度越低越好，以 免加热收缩时较高温度对食品带来不利影响。
收缩膜包装的优点是：
①收缩膜可以适用于不规则形状和各种商品的包装，而有良好的包装外观；
②收缩膜包装透明，光泽性好，提高了商品的外观装饰性; 防潮性好；
③有良好的保护商品的功能，防尘性好，防窃性好；
④经济性好，成本低，可以多件物品包扎在一起。
主要用于纸制品、建筑材料、反射材料、冷冻食品、箱子、金属和复合物箱、桶、棒、 袋装物品等。
常用收缩薄膜材料，目前常用的有PVC、PE、PP、PVDC，此外还有OPS、PET、EVA、PA和离子型聚合物等。表12-98 为常用收缩薄膜的技术性能指标。
a. PVC收缩膜： 具有收缩温度低、范围宽，收缩力强，速度快，透明度高等优点。缺 点是热封性较差，热封强度不高，而且热封时塑料因老化而产生异臭。还有抗冲击强度 低，低温下易变脆等缺点。软质PVC单向收缩膜管主要用于小型包装食品的多件集装。 半硬质PVC单向收缩膜管可用于瓶装盖封的热收缩外封，还可制成热收缩套标。双向收 缩PVC膜可用作新鲜果蔬的收缩包装。
b. PP收缩膜： 具有优良的光泽度和透明度，包装外观效果好，耐油、防潮，收缩力强 等优点，但收缩温度高且范围窄。这种收缩膜广泛用于各种食品的收缩包装，而且可以满 足各种形式包装的需要。
c. PE收缩膜： 具有热封性好，封口封合强度高，抗冲击强度较高，且防潮、价低等优 点。最大的缺点是透明度差，限制了其在食品包装上的广泛应用。
d. 其他收缩膜： PVDC收缩膜主要用作肉类制品的肠衣包装。PET和OPS收缩膜 在食品包装上常用作收缩标签。PA收缩膜也可用于肉类制品的收缩包装。PET和PA收缩膜作为高性能包装材料， 其强度高，阻隔性好，价格也较高。
收缩膜包装最早是法国在1936年开始应用的，在20世纪60年代开始得到了广泛的应 用。其生产方法最为普通的是用圆形口模挤出吹胀法或狭长形口模挤出流延法生产，对于 PVC而言，还可以使用压延法和溶剂流延法来生产，薄膜厚度均匀性好，但由于生产设备 投资大，生产成本高，很少采用。收缩薄膜是用聚合物片材或管材于软化点以上的温度下 拉伸使聚合物链发生定向，用冷却方法固定住这种定向而成的。当使用时，只要把这种薄 膜包装物品后再加热到拉伸时的温度，薄膜就会收缩，把拉伸时储存的应力和能量释放出 来。薄膜的收缩性由定向过程中的拉伸程度决定了的，也同聚合物的组成、生产时的工艺条件有关。收缩膜的收缩总量可达15%～80%，而一般用途只需15%～30%，奇异形状的 商品需要50%以上的收缩率，一般需要纵横向平衡收缩率的收缩膜，但对于套管状物品的包装和收缩标签膜而言，则只需要单方向上的收缩性就行。
收缩温度一般在65.5～176.6℃ (150℉～350℉)之间，随膜的种类而异，如：PVC收 缩膜的收缩温度为65.5～148.8℃(150℉～300℉)，而PP的收缩温度为165.5℃ (330℉)。 有些热收缩薄膜有良好的温度允许度，可以多次加热从而获得不同收缩率的包装。原则上 是使用最小的热能和时间以得到充分的收缩 (表3-8-13)。
注：①做好标记的收缩膜浸在100℃ (212℉) 水中5s后测定的收缩率；
②把待测的收缩膜条夹持在BLH型SR4张力仪上，浸在100℃以下的水中读到的最大值为收缩张力；
③较高的温度可以有较快的收缩速度，但应注意不要超过熔点；
④收缩必须是在生产薄膜过程中受到过拉伸的膜，改性是使用的共聚物和/或不同密度的掺混PP，这些薄膜在 接近熔点时都会收缩；
⑤这个重荷可引伸到托盘、箱体、棒、片缠包装。
国外高分子材料辐射加工行业发展于 20 世纪 50年代, 并由美国瑞侃公司在 1959 年申请了第一个聚乙烯热收缩管专利。经过五十余年的发展, 瑞侃公司已经发展成为拥有 8 000 名员工、 3 000 余种热收缩产品规格、 年产值近 30 亿美元的大型跨国公司 。全球范围内, 美国瑞侃公司和日本住友公司分别在电力和电子类热收缩材料市场中居于领先地位 。整体来看,世界热收缩材料市场目前处于成长阶段 , 市场需求年均增速达到 20 %左右 。
国内对热收缩材料的基础研究基本与国际同步,但产业化生产则相对滞后 。20 世纪 50 年代末在中科院长春应化所即建立了我国第一个高分子辐射化学研究室 , 进行基础研究。 20 世纪 60 年代开始了热收缩材料和电线辐射交联研究，并成功地应用于 “东方红” 人造卫星。为发展辐射加工工业, 筹建了我国第一个辐射中试基地 (今天的吉林辐射化学工业公司前身), 奠定了热收缩材料在我国研制生产的基础。 20世纪 80 年代初我国开始热收缩材料产业化生产的有三个地区 :吉林省的应用化学所、 辐射化学所和吉林省机电设计研究院;四川省的成都双流电缆厂和核工业九院、 四川大学 (原成都科技大学)及成都邮电研究所 ;湖北省的武汉电缆附件厂及湖北省化学所 。但最终成功实现产业化生产的是应用化学所和成都双流电缆厂, 并在其周边形成产业集群 , 带动了全国热收缩材料的产业发展 。20 世纪 80 年代中 , 长春应化所建厂生产 , 1994 年建立了长春热收缩材料股份有限公司 (CIAC), 为产业化、规模化打下了基础，1997年成功上市，简称中科英华, 成为中国科学院和国内热收缩材料行业首家上市公司。
随着热收缩材料市场的急剧扩大 , 在其周围形成了电力附件生产厂家集群, 随后其部分人员和技术南下到了广东、 浙江等。由于观念 、 机制、 周边的市场需求和投资力度的原因, 目前电器热收缩小管企业 50 %以上集中在广东，其中长园 、 沃尔 、 凯恒和宏商等均属楚翘。成都电缆厂在通信电缆热收缩套管上的成功 , 引导在四川形成了通讯电缆附件生产厂家的集群 , 主要集中在成都,以通信接续、 管道防腐和电缆附件为主 , 亿元以上规模企业有:西普 、 天邑、 双流三家 , 千万级企业 10余家 , 如久远、 长江 、 华益等 。专业辐照加工单位有核动力研究院、 四川大学 ;另在绵阳、 广元 、 乐山等地合计近 10 家热收缩制品企业。总之 , 国内热收缩企业当前处于快速发展阶段。